《IEC 61850工程继电保护应用模型》在二次安全措施中的应用

宋述勇 郝 伟 李 瑞 陈 鑫

（1. 山西省电力公司电力科学研究院，太原 030001；2. 山东容弗新信息科技有限公司，济南 250000）

随着智能变电站的发展，传统变电站继电保护很难适应新的发展要求。为此，国家电网公司制定了IEC 61850工程继电保护应用模型，对智能变电站继电保护进行了规范。该模型应用于智能变电站二次安全措施中，可以大大提高智能变电站二次系统的安全性与可靠性，具有十分重要的意义。所以本文将基于IEC 61850工程继电保护应用模型，探讨其在智能变电站二次安全措施中的应用。

1 IEC 61850工程继电保护应用模型

IEC 61850工程继电保护应用模型规定了变电站应用IEC 61850 标准时变电站通信网络和系统的配置、模型和服务，同时规定了功能、语法、语义的统一性以及选用参数的规范性，并规定了在实际应用中扩充模型应遵循的原则。具体包括以下几个方面：①IED应用模型规范，其中包括线路、变压器、母线、电抗器以及断路器等保护模型；②服务实现原则，主要包括关联服务、数据读写服务、报告服务以及控制服务等；③GOOSE模型及实施规则，主要有 GOOSE建模、GOOSE收发机制以及GOOSE时标；④SV模型及实施规范，主要有 SV建模、SV收发机制以及采样同步；⑤检修处理机制，包括装置检修处理、MMS检修处理机制和GOOSE报文检修处理机制。

2 智能变电站继电保护二次安全措施

2.1 二次安全措施的现状

现在的二次安全措施在防触电、防误碰及布置施工标志等都没有变化，但是在智能变电站二次回路方面则有较大变化，因为相较于传统变电站，智能变电站二次系统已经发生了根本的变化。

传统变电站采用的是电压电流互感器，CT在工作时二次回路严禁开路，而 PT在工作时要严格防止二次侧短路。在智能变电站中若是还有 PT以及CT，则也要注意以上安全措施。

传统变电站在进行继电保护维护时，凡是与二次系统相连的设备都要有明确的标记，并且严格按照安全措施票进行操作。而在智能变电站二次回路中，实际的继电保护接线已经不存在，设备之间主要靠光纤以及网线连接，二次安全措施发生了明显变化。

二次设备安全措施的“三道防线”。第一道防线是横向布幔：红布幔设置对邻近运行保护屏起到了非常好的保护作用，有效杜绝了误动运行设备行为。第二道防线是软锁封门，即使用一张“设备正在运行，严禁打开”的黄色封条，防止工作人员违章操作。第三道防线是压板脱离，即在二次回路有工作时，不但将检修保护屏至运行保护屏的跳闸出口、失灵出口压板停用，而且取下并由专人保管。压板两端用干燥的红色布条缠绕，并将压板投、停情况作为交接班重点进行检查，以保证在工作没有终结之前始终处于停用状态。

2.2 《IEC 61850工程继电保护应用模型》在二次安全措施中的应用

针对国网公司制定的IEC 61850工程继电保护应用模型标准，我们将其应用于智能变电站二次安全措施中，将对智能变电站二次系统安全措施有重大的影响。

对于IEC 61850工程继电保护应用模型中IED应用模型规范的安全措施。首先由于智能变电站中连接IED的是大量的光纤，相比较于传统的变电站，其安全措施有很大的不同。为了防止现场人员错误的拔插光纤，造成毁坏插件或者使接线错误，变电站内的尾纤标志应该进一步的细化，同时为了方便工作人员查找故障，应该在尾纤上标明这个尾纤的功能。由于智能变电站中没有了连片以及二次接线，二次安全措施主要是依靠软压板完成的。为了保证软压板的正确性，需要值班人员进行日常的修改并校验。其中软压板隔离故障的方式主要有两种。

1）本装置隔离

即通过操作故障装置的所有输入信号以及输出信号的压板，达到隔离故障装置的目的：①在隔离时，可以选择信号类型，如goose、sv（新标准中加入了压板）；②在隔离时，可以选择隔离输入信号还是输出信号；③在隔离措施中，当无法隔离软压板时，通过拨出光纤，进行物理通信链路的隔离。

2）远端隔离

即通过操作所有与故障装置有互操作关系装置的输入或者输出信号压板，达到远端隔离该装置的目的。图1是一个具体的西泾变220kV软压板设置示意图。

图1 西泾变220kV线路保护、母差保护、智能终端的软压板设置示意图

第一种隔离方式：将断开故障设备与运行设备之间光纤，这种隔离方式的主要缺点有：对于光纤本身最容易损坏的地方就是光纤接口部分，经常插拔很容易损坏光纤；插拔光纤容易使光纤进灰，影响通信质量。

第二种隔离方式：退出该母差保护对应的所有智能终端的出口硬压板（防止误发跳合闸信号）、退出与之对应的所有线路保护（防止远跳误动作）以及主变保护（防止失灵联跳误动作）。

从安全性考虑，有必要在重要信号（跳合闸、启动失灵、失灵联跳、远跳等信号）的通信装置两侧都设置软压板以实现装置之间的可靠隔离。相关智能设备增加的软压板如图2所示。

对于智能变电站中的装置配置文件以及通信报文。智能变电站中的装置配置文件不但表征了自身的特征，同时与其他设备的联系。由于传统变电站中的配置文件几乎不会发生任何变换，所以不受重视。但是在智能变电站中配置文件则有十分重要的作用，必须认真的处理，需要由专门的人员进行配置。当有设备处于检修状态时，智能装置的硬压板“置检修”状态，GOOSE报文以及SV报文产生相应的变化，收到此报文的装置不再进行设备间的互操作。二次系统的硬压板与软压板同时作用，相互补充。

图2 通信装置两端增加软压板之后示意图

2.3 智能变电站中二次安全措施实例

通过几个比较典型的继电保护实例来校验二次安全措施的实际效果。

如果一次侧设备不停电的情况下，我们进行母差保护检验的安全措施，我们首先检查母差保护装置中 GOOSE软压板退出运行；其次我们投入被校验母差保护装置的软压板，进行母差保护校验。

如果进行电流电压互感器检修、更换以及相应的实验时，实验电流电压注入运行设备中，应该退出软压板或者断开相应回路光纤，以确保保护不会误动作。

如果进行线路保护检验，有可能会在合并单元处进行保护检验，首先将母线保护装置检验回路软压板退出运行，将智能终端置检修压板投入，使检验保护发出的启动失灵信号失效，这样可以防止失灵保护误动。

3 结论

智能变电站二次安全措施相较于传统变电站的二次安全措施有很大的不同，必须针对出现的相应问题提出相应的解决方案。本文主要工作就是探讨基于国家电网公司颁布的智能变电站中《IEC 61850工程继电保护应用模型》标准，如何将其应用于二次安全措施中，这对智能变电站的建设具有很重大的意义。

[1] 孟艳, 全智, 徐嘉. 智能变电站二次系统安全措施[C]. 重庆市电机工程学会 2012年学术会议论文集,2012.

[2] Q/GDW 396—2009. IEC 61850工程继电保护应用模型[S].

[3] 史德清. 变电站二次设备安全措施“三道防线”设置法[J]. 电力安全技术, 2012, 14(3): 60-61.

[4] 何江. 变电站二次设备安全措施布置的探讨[J]. 安徽水利水电职业技术学院学报, 2011, 11(2): 73-74.

[5] 蓝海涛. 智能变电站继电保护二次安全措施规范化的建议[J]. 智能电网, 2014, 2(1): 62-66.

[6] 魏占朝, 刘国平, 罗艳. 二次作业标准化安全措施的创新应用[J]. 电力安全技术, 2009, 11(11): 59-61.

[7] 关杰. 智能变电站继电保护二次安全措施[J]. 电源技术应用, 2013(10): 449.

[8] 林高翔, 李勇, 钱碧甫. 电力检修二次安防综合措施的创新与实践[J]. 中国电力教育, 2013, 288(29):215-217.